防雷器與您分享擺脫雷擊是風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵。
據(jù)最新的《2010中國風(fēng)電發(fā)展報告》顯示，截止2009年底，中國風(fēng)電累計裝機量達到2580萬千瓦，躍居全球第二。2010年新增裝機1380萬千瓦，成為世界新增風(fēng)電裝機容量世界第一的國家。隨著風(fēng)機裝機總量的不斷提高，影響風(fēng)機運行的各種因素也逐步的得到了行業(yè)的普遍關(guān)注，而雷電作為一種影響和破壞力巨大的自然災(zāi)害首先被業(yè)內(nèi)所關(guān)注。為了探究機組如何擺脫雷擊困擾及風(fēng)電行業(yè)未來的防雷技術(shù)如何發(fā)展，我們對《風(fēng)能世界》雜志特約防雷顧問、高級EMC工程師莊嚴(yán)進行了專訪。
天樂：雷電災(zāi)害是世界公認(rèn)的最嚴(yán)重十大自然災(zāi)害之一，雷電對風(fēng)力發(fā)電機組的破壞有多大？風(fēng)能領(lǐng)域中防雷問題越來越受重視，很多風(fēng)電公司為此特設(shè)風(fēng)電防雷部，與此同時，風(fēng)能設(shè)備上的防雷，從技術(shù)層面上，到底應(yīng)該怎么防？
莊嚴(yán)：眾所周知，雷電作為一種正常的大氣放電現(xiàn)象是防不住的，我的工作是降低機組在雷擊接閃后所產(chǎn)生的損失，提高機組的抗雷擊性能。所以從這個角度說，我做的并不是防雷，而是防損，是研究怎樣降低雷擊造成的損失。
其次，雷電對機組的影響應(yīng)該分為兩個方面；直接損失和間接損失。直接損失是指在機組接閃后造成的設(shè)備損壞，包括：葉片、電控設(shè)備的損壞；間接損失是指有雷擊而造成的停機時間和維修成本。由于雷擊在風(fēng)場的運行隱患中屬于無特定條件的隱患，往往只能在雷擊后才能夠采取補救措施，而雷擊一般造成的后果所產(chǎn)生的維護成本都比較高，所以近年來得到了整機廠、葉片廠和業(yè)主的重視。
最后，回答你的第一個問題。雷電對風(fēng)機的影響究竟有多大我不好說，但有組數(shù)據(jù)可以說明問題：據(jù)德國相關(guān)部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，每百臺機組的雷擊數(shù)量約在10%左右，國內(nèi)某風(fēng)場葉片因雷擊的損壞率是5.56%；按雷擊后需要對葉片進行更換的成本計算，更換一臺機組葉片的吊裝費用約100萬元人民幣，葉片的成本約30-40萬元，把全部費用綜合起來，更換一臺機組中的一個葉片的直接費用約在150萬元。而更換所需要的停機時間最少在72小時以上，這還不算有雷擊后當(dāng)時及事故調(diào)查所需要的停機時間；平均計算怎么也要100小時，這些損失也是龐大的。我想這也是為什么雷擊問題會得到多方面重視的原因。
天樂：目前，風(fēng)機在雷擊的問題上受哪些方面影響較大，或者存在那些問題呢？
莊嚴(yán)：行業(yè)中雷電的了解程度應(yīng)該說不是很高，雖然都很重視但由于沒有專門的研發(fā)團隊，所以對機組的抗雷擊性能的提高或者說機組的防雷水平不是很高。
首先，機組葉片的有效接閃率較低是影響機組受雷擊損失較大的因素。很多人不了解什么叫有效接閃率：有效接閃率是指葉片在接閃時雷電點是否在葉片的接閃器上，如果在接閃器上接閃，就叫有效接閃；如果雷擊點不在接閃器上，而在葉片的其他部位，就叫做無效接閃。我是第一個在風(fēng)電行業(yè)中提出提高機組的有效接閃率的概念的人，在此之前行業(yè)中還沒有人提出過這種觀點。造成目前機組有效接閃率較低的原因是葉片生產(chǎn)廠家對葉片的布置沒有專門的研究，只是了解接閃器應(yīng)該放在葉片的最高點，如果說到原理，采用的還是尖端放電的原理。而風(fēng)力發(fā)電機組的葉片的接閃器實質(zhì)上動態(tài)的，不同機組的葉片在的額定風(fēng)速下的轉(zhuǎn)速是不一樣的，接閃器從水平0°運行到360°所形成軌跡的速度及在形成閃電通道時所在垂直270°上產(chǎn)生的位移長度不同，所以不是隨便安裝一組接閃器就能滿足要求的。
如果能夠提高機組的有效接閃率，那么最直觀的效果就是降低了葉片因雷擊的損壞率。
第二，地電位反擊已經(jīng)成為機組受雷擊影響比重較大的因素
機組接地電阻的大小直接影響機組在接閃后是否會造成地電位反擊的重要參數(shù)。同樣是遭雷擊，接地電阻低的機組電控系統(tǒng)沒有任何損壞；而接地電阻高的機組，大多造成電控設(shè)備的損壞。還有一些防雷公司將風(fēng)場接地全部聯(lián)合起來形成大地網(wǎng)，而實際情況確卻是，當(dāng)這個大地網(wǎng)上的某一機組遭雷擊后，相鄰機組由于接地電阻不同而受到地電位反擊，此類事故在很多采用多機聯(lián)合的風(fēng)場中非常常見。
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